物理恒定电流复习指导,本文主要内容关键词为:电流论文,物理论文,复习指导论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、内容要点:
1.电路的基本规律
(1)部分电路欧姆定律
(2)电阻定律、电阻率
(3)电功、电功率以及焦耳定律
(4)闭合电路欧姆定律
(5)串、并联电路的基本规律
2.闭合电路中能的转化
3.电路状态的变化及分析
4.电路中的电压表和电流表
二、例题精选:
1.电路的基本规律
注:此题主要让学生熟悉串、并联电路中电流、电压和功率的分配关系。答案:
本题作为闭合电路欧姆定律的应用,提供了一种测量电源电动势和内电阻的方法,讲述了测量原理。此外,运用一个电压表和两个定值电阻,或运用一个电压表和一个电流表以及一个滑动变阻器,也可以测出电源电动势和内电阻,其原理也是依据了闭合电路欧姆定律,请读者自行考虑后面两种测量方法。该题答案为ε=10V,r=1Ω。
例3.两个阻值均为R的电阻,串联后与并联后接在同一电源上,两个电阻的总功率相同。若电源是由两个相同的电池串联而成,每个电池的内电阻均为r,求R与r应满足的关系。
注:该题进一步说明闭合电路欧姆定律的应用。答案为R=2r。
例4.A、B两只电压表,串联后接在电源上。电压表A的示数为4.0V,电压表B的示数为6.0V。若将电压表A单独接在该电源上,示数为9.0V。求电源电动势。
略解:当A、B串联接在电源上时,可列出关系
2.闭合电路中的能量转化
例5.如图3电路中,电源电动势ε=6V,内电阻r=1.0Ω,电阻R[,1]=0.5Ω。求滑动变阻器R[,2]的电阻值多大时,(1)电源的输出功率最大?最大输出功率是多少?此时电源的效率是多少?(2)电阻R[,1]的电功率最大?最大功率是多少?(3)滑动变阻器R[,2]的电功率最大,最大电功率是多少?
。
例6.如图4所示电路,已知电源电动势ε=5V,内阻r=10Ω,电阻R=90Ω。
当R[,0]由0到400Ω变化过程中,(1)R[,0]上消耗的电功率的最大条件和最大电功率值。
(2)内阻r和电阻R上消耗的最小功率之和为多少?
注:此题的解法类似例5,通过此例可进一步熟悉电源输出功率随外电路电阻变化的规律。该题答案为:
例7.玩具电动机加有0.1V电压时,电动机不转动,这时通过电动机的电流为0.2A。已知电动机的额定电压为3.0V,额定电流为0.8A。现把它接到电压为4.0V的直流电源上。
(1)为防止启动电动机时电流过大,可接入一个滑动变阻器从而降低启动电压。已知该电动机的启动电流为2.0A,求变阻器在启动电动机时的电阻值;
(2)电动机在正常运行时,变阻器的电阻值多大?
(3)电动机正常运行时,输入电功率、输出机械功率(不计摩擦)和发热功率各多大?电动机的效率多大?
略解:电动机不转时,可看作纯电阻,可求得电动机线圈电阻
3.电路状态的变化及分析
例8.在图5电路中,不计各电表内阻对电路的影响,(1)当闭合S时,各电表示数将如何变化?(2)闭合S后,将变阻器R[,2]的滑动触头向右滑动时,各电表示数如何变化?
此题主要说明变阻器和开关在电路中具有的作用,当局部电路电阻发生变化时,电路的各个部分乃至整个电路的电流、电压都将发生变化,要注意分析此类问题的方法。此题答案为:
例9.如图6为一个电阻分压电路。滑动变阻器两固定端a、b接到输出电压恒定为U的电源上。用电器电阻为R[,L],分别与变阻器的固定端b、滑动触头p连接。已知变阻器全长l,滑动触头p所在位置到b的距离为x,试求用电器R[,L]获得的电压与x的函数关系,并讨论所得结果的物理意义。
此题主要说明电容器和电阻组成的电路问题的解决方法。分析此类问题的要点是:(1)电容器不能通过直流电流,因此在分析电路中电流时将它视为断开的状态。(2)电容器两端的电压等于与它联接的电阻上的电压。此题答案为:
4.电路中的电流表和电压表
此题主要是了解电表内阻对电路中电流、电压的影响,当S[,1]、S[,2]通与断时,要分析电路的结构所发生的变化。同时要认识到,当电压表内阻不可忽略时,可看作为一个阻值较大的电阻R[,V],而它的读数即为U[,V]=IR[,V]。此题答案为:R[,2]=2500Ω,。
例12.两个定值电阻R[,1]、R[,2]串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上。有人把一个内阻不是远大于R[,1]、R[,2]的电压表接在R[,1]两端,电压表示数为8V,如图9所示。如果将此电压表改接在R[,2]两端,则电压表的示数为:
A.小于4V;
B.等于4V;
C.大于4V小于8V;
D.等于或大于8V。
此题中明确指出要考虑电压表内阻的影响,可将电压表等效于一个电阻,它的示数即为该电阻两端的电压。此题答案为A。